Photovoltaik für den Eigengebrauch

Rund 60 Terawattstunden (TWh) Strom wurden deutschlandweit im Jahr 2022 mit Photovoltaikanlagen (PV-Anlagen) erzeugt, das entspricht ca. 11 Prozent des Bruttostromverbrauchs in Deutschland. Im Jahr 2012 lag der Anteil noch bei unter 5 Prozent. Die Neufassung des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) Anfang 2023 soll den Anteil jetzt noch weiter erhöhen – durch verbesserte Konditionen für Verbraucherinnen und Verbraucher, die ihren eigenen Solarstrom erzeugen.

Praxistipp: Wer sparen möchte, kann sich für eine PV-Anlage entscheiden. Vorab muss man sich aber für das richtige Modell entscheiden. Im Video stellen wir diese vor:

Dabei konzentriert man sich auf PV-Anlagen in einer Größe von drei bis zwanzig Kilowatt Leistung (kWp), wie sie für Einfamilienhäuser typisch sind. Bei den Vergütungssätzen für Strom wird zwischen einer PV-Anlage zur Eigenversorgung und einer PV-Anlage zur Volleinspeisung unterschieden. Für die Einspeisung der Überschüsse aus PV-Anlagen zur Eigenversorgung erhält man folgende Vergütung: bei bis zu 10 Kilowatt (kW) Leistung 8,2 Cent pro Kilowattstunde (kWh), bei 10 bis 40 kW 7,1 Cent pro kWh, bei 40 bis 100 kW 5,8 Cent pro kWh. Für die Einspeisung des Stroms aus einer PV-Anlage zur Volleinspeisung gilt folgende Vergütung: bei bis zu 10 kW Leistung 13 Cent pro kWh, bei 10 bis 40 kW 10,9 Cent, bei bis zu 100 kW Leistung ebenfalls 10,9 Cent pro kWh.

Trotz Förderung und Vergütung ist es in vielen Fällen wirtschaftlich sinnvoller, den mit einer PV-Anlage selbst erzeugten Strom möglichst auch selbst zu verbrauchen anstatt einzuspeisen. Und genau das können ja viele Haushalte in zunehmendem Maße, ob durch die Installation von Wärmepumpen, Lüftungsanlagen oder Ladestationen für E-Fahrzeuge. Schöner Nebeneffekt: Wird bei hoher Sonneneinstrahlung Solarstrom durch eine Wärmepumpe in thermische Energie umgewandelt anstatt ins öffentliche Stromnetz eingespeist, wird das Netz entlastet und es kann zum Beispiel zusätzlich Windstrom erzeugt werden. So gehen Ökonomie und Klimaschutz Hand in Hand. Da aber gerade dann besonders viel Solarstrom produziert wird, wenn eher wenig Wärmebedarf vorliegt, empfiehlt sich bei Wärmepumpenbetrieb oft ein Solarspeicher im Haus. Von dort fließt der Strom dann bedarfsgerecht zu den Verbrauchern im Haushalt, zum Beispiel zur Wärmepumpe, zu den Haushaltsgeräten oder eben zur Ladestation des E-Autos. Erst dann, wenn kein Solarstrom im Haushalt verbraucht werden kann, wird er ins öffentliche Stromnetz eingespeist.

Im Fall der Wärmepumpe empfiehlt die Firma Wolf, diese möglichst in Zeiten überschüssigen Solarstroms zu betreiben. Bei den oft gleichzeitig entstehenden Engpässen (Stromüberschuss) im Stromnetz übernimmt die Wärmepumpe dann die Rolle einer „Stromsenke“. Je nach Einstellung und Betriebsweise der Wärmepumpe können bei PV-Betrieb die Sollwerte für die Warmwasser-Bereitung sowie das Heizen oder Kühlen heraufgesetzt werden. So wird der anliegende selbst produzierte Strom mit der Wärmepumpe verbraucht, bzw. der Solarstrom in thermische Energie umgewandelt und gespeichert. Sowohl die Sollwerterhöhung für den Heizbetrieb als auch die Sollwerterniedrigung für den Kühlbetrieb können die Laufzeiten der Wärmepumpe verlängern. Diese Betriebsweise ist mit langen Einschalttakten der Wärmepumpe verbunden, was ihre Effizienz nochmals erhöht, so die Firma Wolf. Lässt die Leistung der PV-Anlage nach oder ist die Solltemperatur im Warmwasserspeicher erreicht, schaltet die Wärmepumpe automatisch ab. Das erfordert eine geeignete Schnittstelle und automatische Steuerung. Alle im Bundesverband Wärmepumpe organisierten Unternehmen haben sich deshalb auf einen technischen Kommunikations-Standard für netzdienliche Wärmepumpen verständigt und dazu ein in Deutschland, Österreich und der Schweiz gültiges Siegel eingeführt: Das „Smart-Grid-Ready-Siegel“ bzw. „SG Ready Smart Heat Pumps“. Wärmepumpen, die das SG-Ready-Label tragen, werden bereits ab Werk mit einem potenzialfreien Schalteingang und einer intelligenten Regelungstechnik ausgestattet. Im Normalfall sollte man hinsichtlich eines Solarspeichers übrigens Vorsicht walten lassen: Die Kosten inklusive Leistungselektronik sollten rund 800 Euro pro kWh Speicherkapazität nicht übersteigen, damit die Powerpakete wirtschaftlich sind. In kleineren Wohngebäuden lohnt sich eine PV-Anlage oft auch ohne Speicher. Aber grundsätzlich gilt: Je höher der Anteil des Solarstroms am selbst verbrauchten Strom, desto höher der Gesamtgewinn der PV-Anlage.

Eine kostengünstige und gleichzeitig empfehlenswerte PV-Anlage finden Sie bei Amazon. Das Doppelmodul-Set von Pianeta leistet insgesamt bis zu 880 Watt und kann auf diversen Materialien befestigt, beziehungsweise abgelegt, werden.

Die Montage einer PV-Anlagen ist zwar etwas einfacher als die von solarthermischen Kollektoren, da man keine Wasserrohre benötigt, aber auch wenn die Anleitung perfekt und man selbst geschickt ist, stellt insbesondere die Arbeit auf Schrägdächern grundsätzlich ein Risiko dar. Bei Eigenleistung sollte man deshalb nicht nur an eine gute Eigensicherung auf dem Dach achten, sondern im Vorfeld auch mit seiner Versicherung sprechen. In der Regel wird man die Montage einer PV-Anlage deshalb auch einem Fachbetrieb überlassen – so wie bei unserem bebilderten Montagebeispiel. Wichtig: PV-Module sollten mit einer Neigung von 30 bis 40 Grad montiert werden, im Süden Deutschlands flacher, im Norden steiler. Eine Südausrichtung ist dabei nicht zwingend am besten, denn Ost-West-Anlagen liefern kontinuierlicher Strom!

• MONOKRISTALLINE ZELLEN: Das Halbleitermaterial Silizium wird geschmolzen, aufwendig veredelt und in spezielle Blöcke gegossen. Es entstehen sogenannte Ingots, in dem Fall ein zylindrischer Block aus einem Einkristall mit regelmäßig angeordneten Atomen. Den Block schneidet man in dünne Scheiben, die Wafer (von „Wafering“). Diese Dickschichtzellenart besticht durch sehr hohe Wirkungsgrade von 18 bis 25 Prozent, weshalb nur wenig Dachfläche benötigt wird, und eine homogene, dunkle Oberfläche. Die Herstellung ist aber teuer.
• POLYKRISTALLINE ZELLEN: Auch diese Dickschichtzellenart besteht aus Silizium, das geschmolzen, veredelt und hier in eckige Blöcke gegossen wird. Die Kristalle richten sich dabei unterschiedlich aus, sodass sie unregelmäßiger als bei monokristallinen Ingots vorliegen. Das zieht größere Verluste und etwas geringere Wirkungsgrade von 15 bis 20 Prozent nach sich und verlangt mehr Dachfläche. Auch sieht die Oberfläche in dunkler Gitteroptik unruhiger aus. Die Module aus diesen Solarzellen sind aber sehr robust und preiswert.
• DÜNNSCHICHTZELLEN: Bei dieser Zellenart wird kein Halbleitermaterial in Blöcke gegossen und geschnitten, sondern es wird direkt dünn auf ein Träger material (zum Beispiel Glas oder auch flexible Folie) gedampft. Dabei werden neben Silizium diverse Halbleiter verwendet. Heraus kommen sogenannte amorphe Zellen mit ungeordneter, nichtkristalliner Struktur. Der geringe Rohstoffbedarf und die vergleichsweise einfache Herstellung senken die Kosten, aber der Wirkungsgrad ist mit rund 10 bis 15 Prozent geringer als bei kristallinen Zellen.
• ORGANISCHE SOLARZELLEN: Hierbei handelt es sich um eine Unterform der Dünnschichtzellen, bei deren Herstellung man statt Silizium leitende Materialien aus Kohlenwasserstoffverbindungen verwendet. Sie werden ebenfalls auf ein Trägermaterial gedampft. Der Wirkungsgrad ist mit unter 10 Prozent jedoch gering. Die Herstellung ist aber günstig und man kann beim benötigten Material auf Vieles zurückgreifen. Und ein flexibler Träger bzw. das Beschichten macht vielfältige Montagevarianten und bauliche Lösungen denkbar.

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